[发明专利]微风发电机功率控制方法、装置及系统

说明书

本申请涉及一种微风发电机功率控制方法、装置及系统，其中，所述方法包括：通过获取当前风速和微风发电机的内部线圈电流；根据当前风速和内部线圈电流，查询预先建立的PWM占空比数据表格，得到优化后的PWM占空比；根据优化后的PWM占空比，控制微风发电机工作，使得微风发电机能够稳定地输出最大电功率，提高了微风发电机功率控制效率。本申请通过在微风发电机内部线圈电流变化时，即电磁阻力发生变化时，及时调整PWM占空比，重新寻找最新的最大功率点；通过实时监测当前风速，在风速即时变化，特别是秒级变化时，根据自然风的特点，优化PWM功率控制的机制，使得微风发电机的功率控制更加高效和智能化。

技术领域

本申请涉及功率控制技术领域，特别是涉及一种微风发电机功率控制方法、装置及系统。

背景技术

风力发电机是一种利用风力驱动机械转动来发电的装置。随着科学技术的日益发展，现代风力发电机利用风的能量来发电的技术越来越成熟，效率也越来越高。目前，随着能源需求日益紧张与环境污染的压力越来越大，风能这种清洁环保，无污染且低成本的电力能源越来越受到重视。虽然大型陆上风力发电机和海上大型风力发电机的装机规模日益增大，发展迅猛，但是，那是需要在风速4—5m/s以上才会发电的，导致在微风地区(微风是指风速小于5.4m/s的风力)，即使安装了大型风力发电机，其一年的发电量极低。为了解决这个问题，充分利用微风地区的常年微风资源，开发设计微风发电机有充分积极的意义。微风发电机可以在风速1m/s—2m/s时就开始发电，逐步积累发电量。因为大风机不发电的时候，微风发电机是发电的，大风机发电的时候，微风发电机也是发电的。微风发电机的设计功率或者规模一般比较小，但是贵在可以常年持续发电，充分利用了微风资源，填补了大型风力发电机的市场空白。

而微风发电机长期处于风速小于5.4m/s的状态下发电用电，风轮叶片的转动速度也是近乎随着风速而波动起伏的，这就直接导致输出的电功率也是波动起伏的，具体表现为电压波动起伏，负载不变的话，电流也会波动起伏，对于要求稳定电力供给的电网或者用电设备而言，这类波动性很大的电源，近乎是不可用的，甚至是会给电网带来灾难性后果的。因此，对微风风力发电机的控制器设计要求非常严格，也就是要保证微风风力发电系统平稳输出电功率给负载端或者并网接口。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：现有的微风风力发电机的控制方式设计，仍然存在风力发电机输出电能的稳定性差的问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有的微风风力发电机的控制方式设计，仍然存在风力发电机输出电能的稳定性差的问题，提供一种微风发电机功率控制方法、装置及系统。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种微风发电机功率控制方法，包括以下步骤：

获取当前风速和微风发电机的内部线圈电流；

根据当前风速和内部线圈电流，查询预先建立的PWM占空比数据表格，得到优化后的PWM占空比；预先建立的PWM占空比数据表格为基于风速、电流和PWM占空比的功率函数处理得到；

根据优化后的PWM占空比，控制微风发电机工作。

在其中一个实施例中，预先建立的PWM占空比数据表格的处理步骤包括：

构建风洞试验环境参数；风洞试验环境参数包括试验风速、试验电压、试验电流、试验占空比、试验负载电阻和试验功率；

基于预设第一步长，对试验风速进行划分，得到若干个试验子风速；

根据各试验子风速不变的条件下，依次基于预设第二步长对试验负载电阻进行数值调节、基于预设第三步长对试验电流进行数值调节、基于预设第四步长对试验占空比进行数值调节，并测量对应的试验电压；

根据各试验电流的调节数值、各对应试验电流的调节数值的试验电压的测量数值，得到各试验功率，并从各试验功率中选取数值最大的试验功率确认为试验最大功率；